文档介绍：用实例给新手讲解RSA加密算法
 
图为 RSA公开密钥算法的发明人,从左到右Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman. 照片摄于1978年
RSA加密算法是最常用的非对称加密算法,CFCA在证书服务中离不了它。但是有不少新来的同事对它不太了解,恰好看到一本书中作者用实例对它进行了简化而生动的描述,使得高深的数学理论能够被容易地理解。我们经过整理和改写特别推荐给大家阅读,希望能够对时间紧张但是又想了解它的同事有所帮助。
RSA是第一个比较完善的公开密钥算法,它既能用于加密,也能用于数字签名。RSA以它的三个发明者Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman的名字首字母命名,这个算法经受住了多年深入的密码分析,虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性,但这恰恰说明该算法有一定的可信性,目前它已经成为最流行的公开密钥算法。
RSA的安全基于大数分解的难度。其公钥和私钥是一对大素数(100到200位十进制数或更大)的函数。从一个公钥和密文恢复出明文的难度,等价于分解两个大素数之积(这是公认的数学难题)。
RSA的公钥、私钥的组成,以及加密、解密的公式可见于下表:
可能各位同事好久没有接触数学了,看了这些公式不免一头雾水。别急,在没有正式讲解RSA加密算法以前,让我们先复习一下数学上的几个基本概念,它们在后面的介绍中要用到:
一、什么是“素数”?
素数是这样的整数,它除了能表示为它自己和1的乘积以外,不能表示为任何其它两个整数的乘积。例如,15=3*5,所以15不是素数;又如,12=6*2=4*3,所以12也不是素数。另一方面,13除了等于13*1以外,不能表示为其它任何两个整数的乘积,所以13是一个素数。素数也称为“质数”。
二、什么是“互质数”(或“互素数”)?
小学数学教材对互质数是这样定义的:“公约数只有1的两个数,叫做互质数。”这里所说的“两个数”是指自然数。
判别方法主要有以下几种(不限于此):
(1)两个质数一定是互质数。例如,2与7、13与19。
(2)一个质数如果不能整除另一个合数,这两个数为互质数。例如,3与10、5与 26。
(3)1不是质数也不是合数,它和任何一个自然数在一起都是互质数。如1和9908。
(4)相邻的两个自然数是互质数。如 15与 16。
(5)相邻的两个奇数是互质数。如 49与 51。
(6)大数是质数的两个数是互质数。如97与88。
(7)小数是质数,大数不是小数的倍数的两个数是互质数。如 7和 16。
(8)两个数都是合数(二数差又较大),小数所有的质因数,都不是大数的约数,这两个数是互质数。如357与715,357=3×7×17,而3、7和17都不是715的约数,这两个数为互质数。等等。
三、什么是模指数运算?
指数运算谁都懂,不必说了,先说说模运算。模运算是整数运算,有一个整数m,以n为模做模运算,即m mod n。怎样做呢?让m去被n整除,只取所得的余数作为结果,就叫做模运算。例如,10 mod 3=1;26 mod 6=2;28 mod 2 =0等等。
模指数运算就是先做指数运算,取其结果再做模运算。如
好,现在开始正式讲解RSA加密算法。
算法描述: